CN100526713C - 燃烧颗粒状矿料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在平行竖炉(3)中燃烧颗粒状矿料的方法，特别是燃烧石灰石或者白云石，所述竖炉具有至少两个通过溢流管道(19)相互连接的炉腔(1，2)，其通过使气流反向交替地作为一个燃烧炉腔和一个回流式的废气炉腔进行工作。为了使得燃烧矿料的供给能够在非常耗时的气流反向操作之外进行，在该操作期间炉内是没有压力的，废气在给料过程中在大功率下被很快地抽出，从而在填料口(37)区域内的压力降低到大气气压，并防止废气经填料口(37)流出。由此，颗粒状燃烧矿料可以在一次燃烧周期中进行多次给料，从而废气的温度上升很慢，燃烧时间变长，相应地炉子的效率也变高。

Description

燃烧颗粒状矿料的方法

技术领域

本发明涉及一种在竖炉中燃烧颗粒状矿料的方法，特别是燃烧石灰石或者白云石，所述竖炉具有至少两个通过一溢流管道相互连接的炉腔，它们通过定期地将燃料和燃烧空气分别转换到一个炉腔中，交替地形成一个燃烧炉腔和一个废气炉腔，顶部的颗粒状燃烧矿料和燃烧空气的供给是相互空间分离的并且定期交替地通向相应的一个炉腔中，在炉腔的底端排出烧过的矿料，其中，废气从燃烧炉腔中经过溢流管道导入到废气炉腔中，在废气炉腔中流过一个上方的预加热区域之后，废气在顶部被冷却地流出，并借助于一个外部过滤设备被抽出，其中，进一步的空气供给从炉腔的底端进行，以便冷却从燃烧区域落到下面的冷却区域的燃烧矿料，并且，为了定期地给相应的废气炉腔供给颗粒状燃烧矿料，在所述废气炉腔和一个与大气连通的填料容器之间定期地建立连接。

背景技术

按照所述方式工作的竖炉在文献中被多次描述成MAERZ炉，与其它类型的竖炉相比，它的特征是具有特别高的经济性，该经济性的取得是基于在顺流中燃烧位于燃烧炉腔中的燃烧矿料，在逆流中将热废气移入平行的废气炉腔中，定期地切换两个炉腔的操作模式。由于在填满用于燃烧的颗粒状矿料的炉腔中存在气流阻力，燃烧空气和冷却空气必须在一合适的过压下供给，从而炉腔空间处于过压之下，例如是40kPa(400mbar)。为了供给新的颗粒状矿料用于燃烧，需要在燃烧工作期间打开炉腔与大气相通，而这时过压就被认为是一种阻力，从而或者在转换期间设置成无压力状态，或者设置由US 4708643(AT 382712)中已知的闭锁系统。闭锁系统除了占据空间大和技术复杂的缺点外，还具有这样的缺点，即，其至少使得精确计量燃烧矿料和对炉腔均匀加载变得很难或者变得不可能。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种所述类型的方法，该方法可以使燃烧效能大幅度提高，并允许在燃烧工作期间加入新的颗粒状燃烧矿料，同时结构费用也很低—即使是对现有的炉子设备进行改装，使得炉子设备的废气温度可以被更好地控制，而不妨碍用以更准确和更均匀地供给新燃烧矿料的措施。

为此，本发明提供一种在竖炉中燃烧颗粒状矿料的方法，所述竖炉具有至少两个通过一溢流管道相互连接的炉腔，它们通过定期地将燃料和燃烧空气分别转换到一个炉腔中，交替地形成一个燃烧炉腔和一个废气炉腔，顶部的颗粒状燃烧矿料和燃烧空气的供给是相互空间分离的并且定期交替地通向相应的一个炉腔中，在炉腔的底端排出烧过的矿料，其中，废气从燃烧炉腔中经过溢流管道导入到废气炉腔中，在废气炉腔中流过一个上方的预加热区域之后，废气在顶部被冷却地流出，并借助于一个外部过滤设备被抽出，其中，进一步的空气供给从炉腔的底端进行，以便冷却从燃烧区域落到下面的冷却区域的燃烧矿料，并且，为了定期地给相应的废气炉腔供给颗粒状燃烧矿料，在所述废气炉腔和一个与大气连通的填料容器之间定期地建立连接，其特征在于，在燃烧工作期间，将颗粒状燃烧矿料供给相应的废气炉腔，并在这个燃烧矿料供给期间，通过增大的功率将废气抽吸出来，从而处于过压下的炉腔的填料口区域的压力降低到大气气压，并由此防止废气经填料口流出。

按本发明，所述目的通过下面的方式得以实现，即，在燃烧工作期间，将颗粒状燃烧矿料供给相应的废气炉腔，并在这个燃烧矿料供给期间，通过增大的功率将废气抽吸出来，从而处于过压下的炉腔的填料口区域的压力降低到大气气压，并由此防止废气经填料口流出。

在本发明的优选实施形式中，在每个炉腔的一个燃烧周期期间，颗粒状燃烧矿料以相应较少的量多次供给，从而，通往过滤装置的废气流中的温度波动得以降低。

附图说明

本发明方法的有利的实施形式可由下面参考附图的说明得出。其中：

图1具有两个炉腔的炉子设备的示意剖视图，

图2图1中所示的炉子设备的具有一个废气净化过滤装置的上部区域的示意图，

图3流向过滤装置的废气的时间-温度图，以及

图4一个炉腔的具有过滤装置的上部区域的示意剖视图。

具体实施方式

已知，颗粒状燃烧矿料的块度例如在40mm到80mm之间，其被按批地送入竖炉3的两个炉腔1和2中，如箭头4和5所示。燃烧所需要的空气同样从上方供给，用箭头6表示；如箭头7所示，燃料通过垂直布置在预加热区域8中的燃烧喷管9供给，定期交替地通往其中的一个炉腔1或2。此外，从两个炉腔1、2的底部卸料区域10、11连续地供给冷却空气，如箭头12、13所示，从而烧过的产品在穿过冷却区域14后被冷却，沿箭头15、16所示的方向，通过一个受控制的卸料装置24被连续地送出。

颗粒状的燃烧矿料在燃烧炉腔1的预加热区域8内的加热相应地发生在邻近的废气炉腔2中，即，燃烧空气通过燃烧区域18之后，作为废气通过一连接管道19进入到废气炉腔中，然后依箭头20的方向往上走。依箭头6和20所示的这个气流方向，炉腔1形成燃烧炉腔，而炉腔2形成废气炉腔。

从燃烧炉腔1的燃烧区域18流出的温度例如为大约1000℃的废气在通过连接管道19向上流动，当废气流过废气炉腔2时加热装在其中的颗粒状矿料，废气同时被冷却，从而废气可以在例如100℃时被一抽气机22往烟囱23方向抽出，并且进入到一个设置在炉腔1、2外部的抽吸过滤设备21中。

一定的燃烧时间过后，在废气炉腔2中的燃料被加热到一定程度，使它再也不能给废气大幅度降温，而后接着的过滤装置会承受越来越大的热量。此外，炉子设备3的热损失会增加。根据现有技术，新燃料只有在定期转换的期间才能供给，燃烧炉腔1中的燃烧工作在例如12分钟后必须被中断，以便切换到另外一个炉腔2中。

操作模式的转换，即，燃烧炉腔1中的燃烧操作和废气炉腔中的回热过程之间的转换，涉及到释放炉腔1、2中的压力，以及通过开启和关闭许多液压驱动的阀门、开启和关闭炉子的上部的挡板23和下部的活门25，以便改变燃烧料、燃烧空气和废气的流动方向，从而供给新的燃烧矿料和排出烧过的产品。为了释放压力，在用于通入相应的炉腔1和2的顶部和底部的燃烧空气和冷却空气的进气口26和27中设置两个阀28、29，这两个阀可以在炉腔1和2之间的操作模式转换期间在箭头30、31的方向上喷出气体。此外为了释放压力，设置在炉腔1和2上方的换向阀32和33被打开，以便选择性地打开在箭头6方向上的燃烧空气进气口，打开箭头20方向上的废气排气口通向废气过滤设备20，从而与大气相通。根据现有技术，这样的一个转换所花费的时间是每12分钟燃烧循环大约一分钟，从而是每天两个小时。

为了在炉腔1和2过压的时候能够打开废气炉腔2的上方挡板23，在本发明中借助于一抽气机22将废气导出，在炉腔挡板23打开之前以及直到燃烧矿料的供给完成之后的炉腔挡板的关闭时刻，抽气机的功率可以被提高到一定程度，以使得炉腔挡板23区域内的过压降低到零，因而处于过压的废气通过填料口37向填料容器38的流动以及废气穿过填料容器的流动都被阻止。

在本发明的基础上，在与上述的各个炉腔1、2的操作模式的转变无关的情况下以及在与它的压力释放无关的情况下，可以在燃烧循环期间供给新的颗粒状燃烧矿料，从而炉腔1和2之间所需要的转换对燃烧工作所造成的中断可以降低到每次大约25秒。结果是，炉子的燃烧时间从每天仅仅22小时提高到约23.5小时，以及实现更长的燃烧周期，例如16分钟，而不是目前的12分钟。

在本发明的一种优选实施方式中，颗粒状燃烧矿料在燃烧工作期间被多次地供给，例如一次燃烧循环三次，例如每次间隔四分钟。这具有这样的优点，即，频繁地装入的新的、相应地冷的燃烧矿料提前阻止了从废气炉腔2中流出的废气的温度的进一步升高，从而获得了相对较低的废气最高温度。在另外一方面的优点是，相应的少量、多次地供给新燃料的结果是，最低废气温度可以被大幅度提高，从而防止废气达到对过滤设备有害的露点。本发明方法带来的相应的平坦的温度-时间曲线48在图3与一温度-时间曲线49相比较，后者对应于12分钟时间间隔的填料过程，即炉腔之间的转换操作期间。

根据本发明，可以避免使用由现有技术中已知的技术复杂的闭锁系统，可以使用的替代系统是一种包括输送带35、36和两个填料容器38的简单的填料系统，填料容器38可以被降到各自的填料口37上面。此外与大气相通的填料系统可以以一种非常简单的方式来精确计量各自的填料量，即，将可降低的填料容器38与一称重装置39组合起来。此外这样的填料系统可以以一种相对简单的方式与一设备组合起来，借助于该设备可以在炉腔1和2中实现不同颗粒尺寸的更加均匀的分配，从而实现了松散颗粒柱之间更加均匀的气体流通。

对于圆形横截面的炉腔1和2而言，这样一个用于进行均匀颗粒分配的设备可以通过一种构造成旋转料斗的填料容器38来实现，在由输送带36往其中填料的过程中该旋转斗形筒绕着其垂直轴转动。

对于长形横截面，例如矩形横截面的炉腔而言，用于进行均匀颗粒分配的设备具有一个在图4中示出的、在底部开口的偏转室41，在其中可回转地安装一个偏转板42。它布置在抛料轨迹43中，颗粒状矿料混合物的颗粒以该轨迹从输送带36上离开。偏转板42可以绕着一个水平轴44向相互背离的倾斜方向回转，从而，颗粒状混合物的块度在填料容器38内部垂直于容器的垂直轴变化的方向，通过回转偏转板42被反向。偏转板42的回转方向优选以同样的时间间隔定期地变换，例如在每次定期排空填料容器38之后，从而获得了炉腔1和2的松散颗粒柱45中的依次相连的层46、47，它们的垂直于炉腔方向的颗粒分配的具有相反特征。其结果是，燃烧空气流过炉腔1和2内的松散物料柱时不再采取一侧占优的轨迹，而是进行均匀分配。

这个措施可以实现大结构尺寸的长形或者矩形横截面炉腔1、2，从而具备更大的矿料流量。这种炉腔1、2比建筑物更容易建造。此外，与圆形炉腔之间的横向连接管道比较，在矩形炉腔1、2之间所需要的横向连接管道19可以构造得相当简单。

在现有的炉子设备上实施本发明，除了要重新设计用于操作燃料阀门和空气阀门以及炉腔挡板的控制系统以外，还需要用一个可控制的大功率抽气机来替换抽气机22，以便抽吸功率可以在短时间内提高到所需要的大小。一个适用于抽吸操作的合适的过滤设备21例如具有一排的过滤袋50，被分离的灰尘粒子从过滤袋下落到底部的螺旋输送机51上，该螺旋输送机将灰尘粒子进一步送往一叶轮闸门52。

Claims (9)

1.一种在竖炉(3)中燃烧颗粒状矿料的方法，所述竖炉具有至少两个通过一溢流管道(19)相互连接的炉腔(1，2)，它们通过定期地将燃料和燃烧空气分别转换到一个炉腔(1，2)中，交替地形成一个燃烧炉腔(1)和一个废气炉腔(2)，顶部的颗粒状燃烧矿料和燃烧空气的供给是相互空间分离的并且定期交替地通向相应的一个炉腔中，在炉腔的底端排出烧过的矿料，其中，废气从燃烧炉腔中经过溢流管道(19)导入到废气炉腔(2)中，在废气炉腔中流过一个上方的预加热区域(8)之后，废气在顶部被冷却地流出，并借助于一个外部过滤设备(21)被抽出，其中，进一步的空气供给从炉腔(1，2)的底端进行，以便冷却从燃烧区域(18)落到下面的冷却区域(14)的燃烧矿料，并且，为了定期地给相应的废气炉腔(2)供给颗粒状燃烧矿料，在所述废气炉腔和一个与大气连通的填料容器(38)之间定期地建立连接，其特征在于，在燃烧工作期间，将颗粒状燃烧矿料供给相应的废气炉腔(2)，并在这个燃烧矿料供给期间，通过增大的功率将废气抽吸出来，从而处于过压下的炉腔(1，2)的填料口(37)区域的压力降低到大气气压，并由此防止废气经填料口(37)流出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废气在离开废气炉腔(2)时的最高温度通过在燃烧炉腔(1)的一个燃烧周期中多次供给颗粒状燃烧矿料而被限定，在达到废气温度最大值之前，相应的燃烧周期得以延长。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在燃烧炉腔(1)的一个燃烧周期中，至少两次将颗粒状燃烧矿料供给相应的废气炉腔(2)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为在一种圆形横截面的炉腔(1，2)中实现均匀的颗粒分配，燃烧矿料的定期供给通过一个可绕一垂直轴转动的填料容器(38)来进行，该填料容器在其填料过程中连续地转动。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一种长形横截面设计的炉腔(1，2)中，在填料容器(38)填料过程中随着在一个方向上颗粒状燃烧矿料的块度逐渐增加而产生的分离，在其方向上通过定期地改变填料方向来进行变换，从而，定向的块度分配在形成于炉腔(1，2)内的松散矿料柱中按层变换。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，装入到填料容器(38)中的相应填料量通过对填料容器(38)进行称重来控制，方法是将所述容器与一个称重装置(39)相连接。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，块度逐渐增加的方向通过一溜送道(42)进行改变，溜送道的输送方向通过回转而定期地变换成一个相反的方向。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在每次按批排空其中的一个填料容器(38)之后或者在多次按批排空同一个填料容器之后，溜送道(42)的输送方向被反向，使得在炉腔(1，2)内松散矿料柱的各层的体积通过分离分配方向的互相反向而与一批或多批炉料的体积相对应。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，溜送道(42)的两个变换的给料方向与炉腔(1，2)的炉身截面的纵向平行。

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